初学者
10 分钟

使用BPS230和STM32G431RB实现终极控制和舒适

保持湿度和温度的平衡,达到最佳状态

Temp&Hum 10 Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

Temp&Hum 10 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

从家庭到工业设施,我们的解决方案适应各种环境,提供关键数据以保持任何空间的最佳状态。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Temp&Hum 10 Click基于Bourns的BPS230,这是一款具有I2C接口的相对湿度和温度传感器。该传感器IC集成了两个非常精确的感测组件:温度传感器和相对湿度传感器。通过利用专有制造技术,该传感器将完整的温度和湿度测量系统集成在芯片上。输出数据由BPS230传感器IC本身处理和补偿,只需在主微控制器(MCU)的固件中应用基本的转换公式即可。这些转换公式在BPS230数据手册中给出,并直接提供°C和%RH的读数。BPS230集成了一个精确的带隙温度传感器,可以在-30°C到100°C范围内测量温度,保持±0.4°C的精度,典型值。若将范围缩小到-10°C到70°C,典型精度则为±0.1°C。此外,温度测量的重现性非常好,范围在0.1°C。BPS230传感器IC可以可靠地长时间使用。测量值经过高精度ADC转换后,送到逻辑后端,应用工厂校准的修正

并将原始数据转换为补偿值。通过应用简单的转换公式,测量值可以轻松转换为°C。原始温度测量值为11位格式。请注意,传感器需要一些时间来适应环境温度,特别是在温度快速变化时,因为考虑到PCB本身的热导率。两个传感器的响应时间也受平均比率的影响,可以通过I2C接口进行配置。湿度传感器是基于聚合物的电容型传感器,其电容值与相对湿度成比例变化。然而,该传感器的电容值也受到环境温度变化的影响。RH传感器的精度在±3%到±5%之间变化,具体取决于测量条件(环境温度)。测量值经过高精度ADC转换后,送到逻辑后端,应用工厂校准的修正并将原始数据转换为补偿值。通过应用简单的转换公式,测量值可以轻松转换为%RH。原始RH测量值为10位格式。请注意,基于电容的湿度传感器通常会有小的滞后现象,如果传感器在非常潮湿的条件下长

时间使用,可能会出现滞后。然而,这种滞后不是不可逆的。BPS230数据手册规定其滞后应保持在±1 %RH范围内。mikroBUS™的CS引脚连接到BPS230传感器IC的CE引脚。主MCU可以通过此引脚设置传感器的工作模式为睡眠模式或待机模式。当CS引脚为低电平时,设备在睡眠模式下运行。在睡眠模式下,功耗降至最低:IC的内部时钟停止,I2C接口禁用。通过将此引脚设为高电平,IC进入待机模式,I2C接口启用。Temp&Hum 10 Click使用I2C通信接口。它具有连接到可选择电压源的上拉电阻。一个小的SMD跳线可以用于在3.3V和5V之间切换。该跳线切换IC和两个上拉电阻的电压,允许Click板™与各种MCU配合使用,包括使用3.3V和5V的MCU。

Temp&Hum 10 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G431RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32G431RB front image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32k

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
Chip Enable
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Temp&Hum 10 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32G431RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32G474RE MCU front image hardware assembly
BarGraph 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Nucleo-64 with STM32GXXX MCU MB 1 Micro B Conn - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Clicker 4 for STM32F4 HA MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含Temp&Hum 10 Click驱动程序的 API。

关键功能:

  • temphum10_get_temperature - 读取温度数据的功能

  • temphum10_set_device_mode - 设置设备模式的功能

  • temphum10_repeat_measurement - 重复测量的功能

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * \file 
 * \brief TempHum10 Click example
 * 
 * # Description
 * This application measures temperature and humidity.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver init and sets device mode
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads Temperature and Humidity data and logs this data to USBUART every 1 sec.
 * 
 *  ## NOTE
 * If you are expiriencing issues with comunication, please try another mikroBUS socket or set the VCC SEL jumper at 5V.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "temphum10.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static temphum10_t temphum10;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    temphum10_cfg_t cfg;
    uint8_t tmp;

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, "---- Application Init ----" );

    //  Click initialization.

    temphum10_cfg_setup( &cfg );
    TEMPHUM10_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    temphum10_init( &temphum10, &cfg );

    log_info( &logger, "---- Device config ----" );
    
    temphum10_set_device_mode( &temphum10, TEMPHUM10_MODE_STANDBY );
    Delay_ms ( 100 );
    
    tmp = TEMPHUM10_RST_NORMAL_OPERATION;
    temphum10_generic_write( &temphum10, TEMPHUM10_REG_DEVICE_RESET, &tmp, 1 );
    Delay_ms ( 100 );
    log_info( &logger, "---- Device calibration ----" );
    tmp = TEMPHUM10_AM_TIMES_AVERAGE_MODE_8 | TEMPHUM10_AM_TEMP_AVERAGE_MODE_TIMES_16;
    temphum10_repeat_measurement( &temphum10, tmp );
    temphum10_get_temperature( &temphum10 );
    temphum10_get_humidity( &temphum10 );
    Delay_ms ( 100 );
    temphum10_repeat_measurement( &temphum10, tmp );
    temphum10_get_temperature( &temphum10 );
    temphum10_get_humidity( &temphum10 );
    log_info( &logger, "---- Application Task ----" );
}

void application_task ( )
{
    float temperature = 0;
    float humidity = 0;
    uint8_t tmp;
    
    tmp = TEMPHUM10_AM_TIMES_AVERAGE_MODE_8 | TEMPHUM10_AM_TEMP_AVERAGE_MODE_TIMES_16;
    temphum10_repeat_measurement( &temphum10, tmp );
    temperature = temphum10_get_temperature( &temphum10 );
    humidity = temphum10_get_humidity( &temphum10 );
    
    log_printf( &logger, " Temperature : %.2f \r\n", temperature );
    log_printf( &logger, " Humidity :  %.2f \r\n", humidity );
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );

    Delay_ms ( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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